3D-QSARpy: Combinando estratégias de seleção de atributos e técnicas de aprendizado de máquina para construir modelos QSAR 3D - Silverio, Priscilla Suene de Santana Nogueira (2021)
Quantitative Structure Activity Relationship (QSAR) é uma tecnologia da área da química medicinal que busca esclarecer as relações existentes entre estruturas moleculares e suas respectivas atividades biológicas. Para isso, são construídos modelos QSAR a partir dos dados estruturais (1D, 2D, 3D ou 4D) provenientes de uma série de moléculas já testadas para uma determinada atividade. Através de predições realizadas por esses modelos, objetiva-se identificar quais modificações na molécula podem influenciar, reforçando ou não a resposta biológica. Tal tecnologia permite acelerar o desenvolvimento de novos compostos, reduzindo os custos destinados ao planejamento de fármacos. Considerando o contexto brevemente exposto, o presente trabalho apresenta como objetivo geral desenvolver uma metodologia para predição de atividade biológica em moléculas bioativas. A metodologia foi validada com sucesso através da aplicação da ferramenta em dois conjuntos de dados com resultados superiores aos previamente publicados. O primeiro deles envolvendo o tratamento de diabetes, alcançando r2 pred = 0.91. O segundo conjunto referente ao tratamento de câncer, com r2 pred=0.98. Por fim, duas aplicações da ferramenta foram realizadas, contribuindo com a identificação de novas estruturas moleculares bioativas usando diferentes abordagens. Sendo a primeira delas destinada ao tratamento da doença de chagas, incluindo a construção de modelos QSAR híbridos para três séries, obtendo, r2 pred=0.8, 0.68 e 0.85. A segunda aplicação para construção de modelos QSAR-4D foi destinada ao tratamento da tuberculose com r2 pred=0.72. Todos os experimentos realizados, sejam para validação ou para identificação dessas novas moléculas demonstraram, não somente a eficiência da metodologia proposta e da ferramenta desenvolvida, como também a versatilidade de aplicações possíveis por meio dela, seja seguindo o seu pipeline geral, seja utilizando-o parcialmente de modo combinado com outras ferramentas existentes.